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无机化学中钠元素教学融入课程思政素材

2024-03-17季甲侯银玲刘英吕璇

科技资讯 2024年2期
关键词:无机化学课程思政教学

季甲 侯银玲 刘英 吕璇

[摘 要]鈉元素作为化学学科的基本内容,其课程思政素材的挖掘与应用对于培养学生的思想政治素质具有重要意义。以“钠”元素教学课程思政元素挖掘为出发点,从人文历史知识与理工课程课堂教学相融合、家国情怀渗透与科学思维方法训练相融合、中国优秀传统文化与专业课程知识相融合、社会主义核心价值观与文化素养相融合等四个方面探索在无机化学课程教学中融入相应的课程思政元素。通过深度挖掘钠元素教学中蕴含的课程思政素材,丰富广大无机化学教师的课程思政案例库内容体系,同时调动学生学习激情,增强育人效果。

[关键词]无机化学  教学  课程思政  钠

中图分类号:G651

Integration of Ideological and Political Education Materials of the Course into the Teaching of Sodium in Inorganic Chemistry

JI Jia  HOU Yinling  LIU Ying  LYU Xuan

(School of Science, Kaili University, Kaili,Guizhou Province, 556011 China)

Abstract: As the basic content of chemistry, the mining and application of ideological and political education materials in the course of sodium is of great significance to the cultivation of students' ideological and political quality. Taking the mining of ideological and political education elements in the teaching course of "sodium" as the starting point, this paper explores the integration of corresponding ideological and political education elements in the curriculum into the teaching of Inorganic Chemistry from four aspects: the integration of humanistic and historical knowledge with the classroom teaching of science courses, the integration of the patriotism infiltration with scientific thinking method training, the integration of excellent traditional Chinese culture with professional curriculum knowledge, and the integration of core socialist values with cultural literacy. By digging deeply into ideological and political education materials in the teaching course of sodium, the content system of the case base of ideological and political education in the curriculum of inorganic chemistry teachers is enriched, and students' learning passion is mobilized to enhance the educational effect.

Key Words: Inorganic Chemistry; Teaching; Curriculum on the ideological and political dimension; Sodium

元素化学是无机化学课程授课内容体系的重要组成部分,元素化学部分的知识点及授课课时占到无机化学总课时的一半甚至更多。碱金属和碱土金属是元素化学教学中最先需要引入的教学内容,而“钠”是碱金属章节中最为重要的元素之一。目前,关于元素化学教学的课程思政研究探索和成果不多,已对其研究并公开发表论文或研究成果的均为对某几个元素集合或者是对全部元素进行粗略概述,针对某一元素特别是“钠”元素进行课程思政元素挖掘及教学研究还未见报道。

党的二十大报告中第五部分“实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑”指出“教育是国之大计、党之大计。培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题。育人的根本在于立德。”本文以“钠”元素教学课程思政元素挖掘为出发点,探索在无机化学课程教学中融入相应的课程思政元素。以期丰富广大无机化学教师的课程思政案例库内容体系,同时调动学生学习激情,增强育人效果。充分发挥自身优势,落实二十大精神决策部署,为实现人民满意的教育贡献绵薄之力。

1 人文历史知识与理工课程课堂教学相融合

按照绝大多数高等院校招生录取要求,化学专业学生高考自选科目为物理、化学、生物,可选择政治、历史、地理等文科科目的学校或专业非常少,具有较好文科学科素养的化学专业学生更是少之又少。“钠”元素属元素周期表中第一主族,处于元素化学开篇位置,一般为新学期第一节课的授课内容。从钠元素发现历史、元素“钠”中英文名称由来等出发,探索将人文历史知识融入到理工课程课堂教学,做好元素化学起始章节的课程导入,达到春风化雨、润物无声的课程思政效果。

1.1 钠元素的发现历史

钠元素的发现历史可以追溯到19世纪初。当时意大利物理学家伏特发明了电池,随后各国的化学家们成功利用电池电解分解水。英国化学家亨利·戴维在1807年进行了一系列电解实验,发现了一种新元素——钾。通过进一步的研究,戴维成功地从苛性草木灰中提取出了这种新元素,并将其命名为"Potassium",以表明这是一种真正的元素。几天后,戴维又电解了无水碳酸钠,在阴极产生金属钠单质[1]。

1.2 元素“钠”中、英文名称由来

因为钾是电解熔融KOH(Potash)得到的,而钠是电解无水Na2CO3(Soda)得到的,戴维将钾和钠分别命名为Potassium和Sodium,形成了钾元素和钠元素的英文名称。钠的化学符号Na来自它的拉丁文名称Natrium。把元素名称翻译为中文,一般都是从拉丁文进行音译,用造新字的办法来解决。要求新造的固态金属元素中文名称用金字旁,并且要求元素名与拉丁名谐音,如有可能同时要求考虑会意[2]。Natrium的第一个音节发音“那”,现代中文用“金”字旁加上“内(nà,音纳,古同纳。有受纳,进针之意)”字而造出“钠”这个字。

1.3 课程融合

当化学作为一门学科系统地传入中国时,中国原有文字不能满足新生学科的文字需要,因此,就会用新的字、词来给它们命名。化学元素汉字新造字在这里主要是指清代《康熙字典》没有收录、近一百年来才出现的汉字。这些新造的化学元素名称都是形声字,以“钠”为例,是以“金”为偏旁,附加与源词某个音相近的汉字。随着国内高校国际化的趋势逐渐加大,毕业生就业渠道加速扩展,这对化学专业毕业生的英语能力提出了更高的要求。在现有化学专业英语课程课时不足、学生认可度不高的情况下,尝试在大一阶段的专业核心课程或基础课程中引入化学专业英语知识,并结合化学元素名称造字原则等知识进行讲解,会极大地提高学生课堂学习的兴趣,提升课堂教学效果。

2家國情怀渗透与科学思维方法训练相融合

对于学习化学的学生和从事化学教育的老师而言,“侯氏制碱法”的大名可以说是家喻户晓。许多化学教师也以侯德榜先生的先进事迹作为课程思政素材用于课堂教学,大力弘扬以爱国主义为核心的民族精神。需要注意到,在将“侯氏制碱法”应用到钠元素的教学工作中时,绝大多数老师仅仅是挖掘出民族精神和家国情怀之类的课程思政素材,而忽略了科学思维方法的训练。

笔者结合多年无机化学教学实践和课程思政素材挖掘,把“侯氏制碱法”中蕴含的科学思维方法与“钠”元素教学中的重要知识点结合起来,创造性地应用到教学实践中。

2.1 侯氏制碱基本原理

“侯氏制碱法”也被称为“联合制碱法”。其基本原理是以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,制取纯碱,副产氯化铵的过程。纯碱是基本化工原料,用量大,在国民经济中占重要地位。氯化铵主要用作农肥,但它的质量影响着纯碱工业的发展。“侯氏制碱法”主要化学反应方程式如下:

2.2 科学思维训练

在碱金属的重要盐类教学内容中有碳酸盐相关知识,其中最重要的碳酸盐是Na2CO3。工业上生成碳酸钠的方法有氨碱法和联合制碱法。氨碱法,1862年由比利时人索尔维提出的,也称索尔维制碱法,其主要化学反应方程式如下:

溶解度较小的NaHCO3析出后,加热分解得到Na2CO3氨可以循环使用,同时得到副产物CaCl2。

联合制碱法其基本原理与氨碱法相同,该法特点在于将制碱工业和合成氨工业结合起来。联合制碱法中需要的CO2是由合成氨原料气即H2和CO混合气中的CO转化而成。于是剔除了煅烧石灰石生成CO2的工业过程。联合制碱法保留了氨碱法的优点,改变了滤液处理方法,使食盐的利用率从原来的70%一下子提高到96%,大大的提高其利用率,而得到的副产物NH4Cl是有用的化学原料和农业氮肥,用途较广[3]。

通过对比“索尔维制碱法”与“侯氏制碱法”的区别,进行科学思维的训练,使学生在获得知识和提升兴趣方面同向而行,既掌握了钠元素的碳酸盐和碳酸氢盐的重要化学性质,又对提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力有着巨大的影响。

3 中国优秀传统文化与专业课程知识相融合

从江苏盐城的历史沿革出发,以坐落于盐城的中国海盐博物馆和新四军纪念馆为载体,引出红色文化传承、世界遗产保护等知识,此外把NaCl的晶体结构同中国海盐博物馆造型理念结合起来,使得中国博大精深的传统文化融入化学专业课程教学。

3.1 盐城概述

盐城,西周前为“淮夷”地。西汉高帝六年,始建盐渎县。东晋晋安帝义熙九年,因“环城皆盐场”更名盐城。1945年,抗日战争胜利,中国军队收复盐城。1947年10月底,盐城获得解放。

3.2 中国海盐博物馆与NaCl的晶体结构

盐城中国海盐博物馆于2006年1月23日经国务院批准成立,是全国唯一一座反映中国海盐历史文明的专题博物馆,建筑外观以银白色正六面盐结晶体造型点缀,宛若串串盐晶散落串场河畔[4]。

江苏盐城中国海盐博物馆俯瞰图中的正方体结构造型正是来源于NaCl的晶体结构,借助此例讲解NaCl的晶体结构及阴阳离子的配位关系,并引出博物馆的设计理念,可有效提升学生的学习兴趣。课堂展示ppt中夜幕下美轮美奂的博物馆照片对学生形成强烈的视觉冲击,将枯燥且抽象的结构化学知识以具体的建筑实物展现出来,无形中增强了学生的理解和记忆能力。

3.3 红色文化传承

新四军纪念馆,坐落在江苏省盐城市建军东路159号,是全面地、系统地反映新四军抗战征程的综合性纪念馆。新四军纪念馆是全国国防教育示范基地、全国爱国主义教育基地、江苏省五大重点纪念馆之一。2014年8月24日,新四军纪念馆被列入第一批国家级抗战纪念设施、遗址名录[5]。

借助新四军纪念馆的介绍引导学生课下了解党史,让学生深入了解并学习各个关键战役的故事,并深化对红色文化的理解与认识。从英烈彪炳的功勋里,让学生认识到红色政权来之不易,中国特色社会主义来之不易。从而加强党史、国史、改革开放史、社会主义发展史“四史”教育,潜移默化中对其进行红色教育,增进爱国热情,坚定中国特色社会主义文化自信和道路自信。

纵观各层次高等院校,理工科学生的文学阅读能力、文章写作水平跟文科类学生差距较大,这不利于本科人才培养的全方位提升。党的二十大明确,“广泛践行社会主义核心价值观,深入开展社会主义核心价值观宣传教育”。笔者探索将学生人文素养与社会主义核心价值观相融合,深入挖掘与“钠”元素教学相关联的制碱工业及废渣处理过程的课程思政元素。

4.1碱渣山上的绿色奇迹

碱渣是指工业生产中制碱和碱处理过程中排放的碱性废渣。碱渣成份主要包括碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等钙盐为主要组分的废渣,还含有少量的二氧化硫等成份。天津碱厂1917年建厂以来一直排放的碱渣使塘沽(现滨海新区)突兀起三座碱渣山,成为天津市最大的工业固体废物污染源。1996年,在天津市政府的领导下,塘沽区政府成立了碱渣治理领导小组办公室,原天津市塘沽区利用五年时间,建设了一座占地33万平方米的山体公园——紫云公园。公园内7个景观区风格各异,山水环流,蹊径蜿蜒,奇石错落昔日的碱渣山如今变成了美丽的公园,成为人们休闲观光的好去处[6]。

紫云公园把人与自然的交流放在首位,将碱渣山的劣势转化为优势,利用其独特的景观效果,在被破坏的环境当中建设出一派生机勃勃的绿色天地。不仅保护和修复了生态系统,还建设了合理的多层次、多结构、多功能的人工植物群落,保护了生物的多样性,建立了动植物与人类和睦相处的城市生态环境。塘沽碱渣山治理工程产生了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。碱渣治理后,大气环境得到了改善,不但对滨海新区大气环境质量的改善起到了重要作用,而且也为治理城市区域内大面积开放污染源提供了宝贵的经验。

4.2 古代文学与现代污染治理的完美结合

紫云公园东入口处鲜花丛中有一卧碑,其上为石刻《紫云山记》讲述了天津塘沽区把制碱固体废弃物转变为绿水青山的伟大事迹。《紫云山记》有云:“……更有爱国实业家范旭东先生,……开民族制碱工业之先河……氨碱法制碱,必排废液,久晒为渣,污染环境。……浩浩制碱渣大军,怀愚公移山之壮志,蓄战天斗地之豪情,……此碑励示后人要世代保护环境,美化家乡,使未来之塘沽永为人间佳境,世上桃园!”

习近平总书记指出“推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展,为民族复兴立根铸魂”,“要坚持守正创新,推动中华优秀传统文化同社会主义社会相适应,展示中华民族的独特精神标识,更好构筑中国精神、中国价值、中国力量”[7]。《紫云山记》正是中国现代污染治理工程对古代文学的一次创新型发展,人民公园景观设计与古代文学的一次思想碰撞,社会主义核心价值观与文化素养的一次有效融合,对全民树立文化自信起到了积极的作用。将其作为课程思政元素引入课堂教学,增强学生对富强、民主、文明、和谐的社会主义国家的主观认同[8]。

5结语

本文从人文历史知识与理工课程课堂教学相融合、家国情怀渗透与科学思维方法训练相融合、中国优秀传统文化与专业课程知识相融合、社会主义核心价值观与文化素养相融合等四个不同维度,深度挖掘无机化学中“钠”元素教学中蕴含的课程思政元素,将课程思政与无机化学课堂教学有机融合。同时,创新型地构建了“钠”元素教学课程思政案例库体系,可为无机化学教师和化学及化学相关专业师生提供有益参考,有力促进无机化学课程思政教学探索和改革。

参考文献

[1] 沙国平,张连英.化学元素的发现及命名探源[M[.成都:西南交通大学出版社,1996:11-17.

[2] 王琳.近现代化学元素名称研究[D].大连:辽宁师范大学,2015.

[3] 宋天佑,徐家宁,程功臻,等.无机化学(下册)[M].北京:高等教育出版社,2019:489-490.

[4] 中国海盐博物馆.中国海盐博物馆简介[EB/OL].[2023-04-21]. https://www.chinahymuseum.com/list/31.html.

[5] 國务院.国务院关于公布第一批国家级抗战纪念设施、遗址名录的通知[EB/OL].(2014-08-24)[[2023-04-21]].http://www.gov.cn/gongbao/content/2014/content_2745926.htm.

[6] 光明日报.天津新愚公移走碱渣山 [EB/OL]. [2023-04-21]. https://www.gmw.cn/01gmrb/2005-03/27/content_204423.htm.

[7] 习近平.把中国文明历史研究引向深入 增强历史自觉坚定文化自信[J].求知,2022(8):4-6.

[8] 李晓丽.高校中华优秀传统文化传播与传承路径探索[J].文化创新比较研究,2023,7 (25):92-96.

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